(57)【要約】【課題】多重逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムのための多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）を提供すること。【解決手段】ＭＦＸＳは、ｙ軸と同一の直線上にＭＦＸＳの長さに沿って形成された複数の焦点（Ｎ）を含む。ＭＦＸＳは、複数の１次ビームを生成するように構成され、隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器間の間隔Ｐが、次式：2010190900.tif 000010上式で、Ｗsが前記複数の焦点の横方向範囲、Ｕがｙ軸から前記検査区域の頂部表面までの距離、Ｖが前記頂部表面から座標Ｘ＝Ｌにおける線までの距離、を満たす場合に、１次ビームが検査区域内に位置決めされた対象物の断面を通って伝播するときに、少なくともＭ個のコヒーレントｘ線散乱検出器が１次ビームからのコヒーレント散乱光線を検出するように構成される。【選択図】図２
2010190900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査区域と、該検査区域に対して位置決めされた複数のコヒーレントｘ線散乱検出器とを含み、複数の１次ビームが前記検査区域内に位置決めされた対象物を通って伝播するときに前記複数の１次ビームからのコヒーレント散乱光線を検出するように構成された多重逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムのための多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）であって、前記複数のコヒーレントｘ線散乱検出器が、座標Ｘ＝Ｌにおける前記ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムのｙ軸に平行な線に沿って位置決めされた複数の収束点に対して位置決めされ、前記ＭＦＸＳが、
前記ｙ軸と同一の直線上に前記ＭＦＸＳの長さに沿って形成された複数の焦点（Ｎ）を含み、
前記複数の焦点の各焦点が、逐次的に作動されて、各々が前記複数の収束点のうちの対応する収束点に配向される前記複数の１次ビームを含むｘ線ファンビームを放出するように構成され、前記ＭＦＸＳが、前記複数の１次ビームを生成するように構成され、前記複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器間の間隔Ｐが、次式、
2010190900.tif 000007
上式で、Ｗsが前記複数の焦点の横方向範囲、Ｕがｙ軸から前記検査区域の頂部表面までの距離、Ｖが前記頂部表面から座標Ｘ＝Ｌにおける線までの距離、
を満たす場合に、
前記複数の１次ビームが、前記検査区域内に位置決めされた前記対象物の断面を通って伝播するときに、前記複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの少なくともＭ個のコヒーレントｘ線散乱検出器が、前記複数の１次ビームからのコヒーレント散乱光線を検出するように構成される、
ＭＦＸＳ。
【請求項２】
Ｍ＝１の場合に、前記断面の全ての点が、前記複数の焦点によって１つのコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄjに対して放出される前記複数の１次ビームのうちの少なくとも１つによって走査される、
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＦＸＳ。
【請求項３】
Ｗｓがおよそ４００ｍｍ、Ｕがおよそ１４００ｍｍ、Ｖがおよそ７００ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＦＸＳ。
【請求項４】
Ｍ＝１の場合に、前記間隔Ｐが２００ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＦＸＳ。
【請求項５】
Ｍ＝２の場合に、前記間隔Ｐが１００ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＦＸＳ。
【請求項６】
前記ＭＦＸＳが、ｙ軸に沿って５００ｍｍよりも短い長さを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＦＸＳ。
【請求項７】
多重逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムにおいて、
アノードと、ｙ軸の同一直線上にある前記アノードの長さに沿って配列された複数の焦点（Ｎ）とを含み、該複数の焦点の各焦点が逐次的に作動されて複数の１次ビームを含むｘ線ファンビームを放出するように構成された多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）と、
検査区域と、
前記検査区域に対して位置決めされ、前記複数の１次ビームが前記検査区域内に位置決めされた対象物を通って伝播するときに、前記複数の１次ビームからのコヒーレント散乱光線を検出するように構成された複数のコヒーレントｘ線散乱検出器と、
を備え、
前記複数のコヒーレントｘ線散乱検出器の各コヒーレントｘ線散乱検出器が、座標Ｘ＝Ｌにおける前記ｙ軸に平行な線に沿って位置決めされた複数の収束点のうちの対応する収束点に対して位置決めされ、前記複数の１次ビームが前記対象物の断面を通って伝播するときに、前記複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの少なくともＭ個のコヒーレントｘ線散乱検出器が、前記コヒーレント散乱光線を検出するように構成され、前記複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器間の間隔Ｐが、次式、
2010190900.tif 000008
上式で、Ｗsが前記複数の焦点の横方向範囲、Ｕがｙ軸から前記検査区域の頂部表面までの距離、Ｖが前記頂部表面から座標Ｘ＝Ｌにおける線までの距離、
を満たす、
ことを特徴とする多重逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システム。
【請求項８】
Ｍ＝１の場合に、前記断面の全ての点が、前記複数の焦点によって１つのコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄjに対して放出される前記複数の１次ビームのうちの少なくとも１つによって走査される、
ことを特徴とする請求項７に記載のＭＩＦＢ  ＸＤＩシステム。
【請求項９】
Ｗｓはおよそ４００ｍｍ、Ｕがおよそ１４００ｍｍ、Ｖがおよそ７００ｍｍである、
ことを特徴とする請求項７に記載のＭＩＦＢ  ＸＤＩシステム。
【請求項１０】
Ｍ＝１の場合に、前記間隔Ｐが２００ｍｍである、
ことを特徴とする請求項７に記載のＭＩＦＢ  ＸＤＩシステム。
【請求項１１】
Ｍ＝２の場合に、前記間隔Ｐが１００ｍｍである、
ことを特徴とする請求項７に記載のＭＩＦＢ  ＸＤＩシステム。
【請求項１２】
前記ＭＦＸＳがｙ軸に沿って５００ｍｍよりも短い長さを有する、
ことを特徴とする請求項７に記載のＭＩＦＢ  ＸＤＩシステム。
【請求項１３】
検査区域と、該検査区域に対して位置決めされた複数のコヒーレントｘ線散乱検出器とを含み、複数の１次ビームが前記検査区域内に位置決めされた対象物を通って伝播するときに前記複数の１次ビームからのコヒーレント散乱光線を検出するように構成された多重逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムのための多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）を製作するための方法であって、
前記方法が、
前記ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムのｙ軸と同一の直線上に前記ＭＦＸＳの長さに沿って複数の焦点（Ｎ）を形成する段階を含み、
前記複数の焦点の各焦点が、逐次的に作動されて、各々が座標Ｘ＝Ｌにおける前記ｙ軸に平行な線に沿って位置決めされた複数の収束点のうちの対応する収束点に配向される複数の１次ビームを含むｘ線ファンビームを放出するように構成され、
前記方法が更に、
前記ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムの前記検査区域に対して前記ＭＦＸＳを位置決めする段階を含み、
前記複数の１次ビームが前記検査区域内に位置決めされた対象物の断面を通って伝播するときに、前記複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの少なくともＭ個のコヒーレントｘ線散乱検出器が、前記コヒーレント散乱光線を検出するように構成され、前記座標Ｘ＝Ｌにおける前記線に沿った対応する収束点に対して位置決めされた前記複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器間の間隔Ｐが、次式、
2010190900.tif 000009
上式で、Ｗsが前記複数の焦点の横方向範囲、Ｕがｙ軸から前記検査区域の頂部表面までの距離、Ｖが前記頂部表面から座標Ｘ＝Ｌにおける線までの距離、
を満たす、
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
Ｗｓがおよそ４００ｍｍ、Ｕがおよそ１４００ｍｍ、Ｖがおよそ７００ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
Ｍ＝１の場合に、前記間隔Ｐが２００ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
Ｍ＝２の場合に、前記間隔Ｐが１００ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＭＦＸＳが、ｙ軸に沿って５００ｍｍよりも短い長さを有するように形成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明する実施形態は、多検出器逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムに関し、より具体的には、ＭＩＦＭ  ＸＤＩシステムでの使用に好適なｘ線源に関する。
【背景技術】
【０００２】
旅客検査所では、隠された武器、麻薬、及び／又は爆発物について持ち込み荷物及び／又は預かり荷物を検査するために、公知のセキュリティ検出システムが用いられる。少なくとも幾つかの公知のセキュリティ検出システムは、ｘ線イメージングシステムを含む。ｘ線イメージングシステムでは、ｘ線源は、対象物又はスーツケース等の容器を透過して検出器に向かってｘ線を伝送し、次いで、検出器の出力が処理され、容器内の１つ又はそれ以上の対象物及び／又は１つ又はそれ以上の物質を識別する。
【０００３】
少なくとも幾つかの公知のセキュリティ検出システムは、多検出器逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムを含む。ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、逆ファンビーム幾何形状（大型線源及び小型検出器）及び多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）を用いる。少なくとも幾つかの公知のｘ線回折イメージング（ＸＤＩ）システムは、物質内の微結晶の格子面間のｄ間隔を測定することによって、他の公知のｘ線イメージングシステムによってもたらされるものと比較して物質識別の向上をもたらす。更にｘ線回折は、容器内の液体等の他の物質を識別するのに用いることができる分子干渉作用によりデータを得ることができる。
【０００４】
しかしながら、逆ファンビーム幾何形状においてＭＦＸＳを組み込む少なくとも幾つかのＸＤＩシステムでは、例えばスーツケースなどの検査中の対象物にわたる散乱信号の分布は、著しく不均一である場合がある。散乱信号の不均一な分布は、ＭＦＸＳの空間範囲と、スーツケースの横幅と、コヒーレントｘ線散乱検出器アレイの空間範囲とが全て互いに同程度であるときに発生する可能性がある。かかる不均一性の実施例を図１に示している。図１を参照すると、ＭＦＸＳ（図示せず）及び検出器アレイ（図示せず）は共に、その幅が、従来のＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムの検査区域６内に位置決めされたスーツケース５などの容器の水平幅に等しい。ＭＦＸＳによって放射され且つ各々が参照番号７で示された区域を透過するｘ線ビームは、１つの検出器によってのみ検出され、これに対し、ＭＦＸＳによって放射され且つ各々が参照番号８で示された区域を透過するｘ線ビームは、２つの検出器によって検出され、これらの区域は比較的範囲が大きい。
【０００５】
対象物のより均一なカバレッジを得るためには、ＭＦＸＳが対象物の幅よりも小さいことが望ましい。その結果、ＭＦＸＳから各検出器に到達した対応するｘ線群（本明細書では逆ファンｘ線束と呼ばれる）は、かなり幅狭であり（水平方向に）、走査の開始点から走査の終了点まで対象物にわたって掃引する「ペンシルビーム」に近づく。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様において、多重逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムのための多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）が提供される。ＭＩＦＢ  ＸＤＩは、検査区域と、該検査区域に対して位置決めされた複数のコヒーレントｘ線散乱検出器とを含み、複数の１次ビームは、検査区域内に位置決めされた対象物を通って伝播するときに、複数の１次ビームからのコヒーレント散乱光線を検出するように構成される。複数のコヒーレントｘ線散乱検出器は、座標Ｘ＝ＬにおけるＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムのｙ軸に平行な線に沿って位置決めされた複数の収束点に対して位置決めされる。ＭＦＸＳは、ｙ軸と同一の直線上にＭＦＸＳの長さに沿って形成された複数の焦点（Ｎ）を含む。複数の焦点の各焦点は、逐次的に作動されて、各々が複数の収束点のうちの対応する収束点に配向される複数の１次ビームを含むｘ線ファンビームを放出するように構成される。ＭＦＸＳは、複数の１次ビームを生成するように構成され、複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器間の間隔Ｐが次式、
2010190900.tif 000003
上式で、Ｗsが前記複数の焦点の横方向範囲、Ｕがｙ軸から前記検査区域の頂部表面までの距離、Ｖが前記頂部表面から座標Ｘ＝Ｌにおける線までの距離、
を満たす場合に、複数の１次ビームが検査区域内に位置決めされた対象物の断面を通って伝播するときに、複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの少なくともＭ個のコヒーレントｘ線散乱検出器が、複数の１次ビームからのコヒーレント散乱光線を検出するように構成される。
【０００７】
別の態様において、多重逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムが提供される。ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、アノードと、ｙ軸の同一直線上にあるアノードの長さに沿って配列された複数の焦点（Ｎ）とを含む多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）を含む。複数の焦点の各焦点は、逐次的に作動されて複数の１次ビームを含むｘ線ファンビームを放出するように構成される。またＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、検査区域と、該検査区域に対して位置決めされた複数のコヒーレントｘ線散乱検出器を含む。コヒーレントｘ線散乱検出器は、複数の１次ビームが検査区域内に位置決めされた対象物を通って伝播するときに、複数の１次ビームからのコヒーレント散乱光線を検出するように構成される。複数のコヒーレントｘ線散乱検出器の各コヒーレントｘ線散乱検出器は、座標Ｘ＝Ｌにおける、ｙ軸に平行な線に沿って位置決めされた複数の収束点のうちの対応する収束点に対して位置決めされる。複数の１次ビームが対象物の断面を通って伝播するときに、複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの少なくともＭ個のコヒーレントｘ線散乱検出器が、コヒーレント散乱光線を検出するように構成され、複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器間の間隔Ｐが、次式、
2010190900.tif 000004
上式で、Ｗsが前記複数の焦点の横方向範囲、Ｕがｙ軸から前記検査区域の頂部表面までの距離、Ｖが前記頂部表面から座標Ｘ＝Ｌにおける線までの距離、
を満たす。
【０００８】
更に別の態様において、多重逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムのための多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）を製作するための方法が提供される。ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、検査区域と、該検査区域に対して位置決めされた複数のコヒーレントｘ線散乱検出器とを含み、複数の１次ビームが検査区域内に位置決めされた対象物を通って伝播するときに、複数の１次ビームからのコヒーレント散乱光線を検出するように構成される。本方法は、ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムのｙ軸と同一の直線上にＭＦＸＳの長さに沿って複数の焦点（Ｎ）を形成する段階を含む。複数の焦点の各焦点は、逐次的に作動されて、各々が座標Ｘ＝Ｌにおけるｙ軸に平行な線に沿って位置決めされた複数の収束点のうちの対応する収束点に配向される複数の１次ビームを含むｘ線ファンビームを放出するように構成される。ＭＦＸＳは、ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムの検査区域に対して位置決めされる。複数の１次ビームが、検査区域内に位置決めされた対象物の断面を通って伝播するときに、複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの少なくともＭ個のコヒーレントｘ線散乱検出器がコヒーレント散乱光線を検出するように構成され、座標Ｘ＝Ｌにおける線に沿った対応する収束点に対して位置決めされた複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器間の間隔Ｐが、次式、
2010190900.tif 000005
上式で、Ｗsが前記複数の焦点の横方向範囲、Ｕがｙ軸から前記検査区域の頂部表面までの距離、Ｖが前記頂部表面から座標Ｘ＝Ｌにおける線までの距離、
を満たす。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】多検出器逆ファンビーム（ＭＩＦＢ）幾何形状を有する従来技術のＭＩＦＢ  ＸＤＩにおける不均一な信号変化を示す図である。
【図２】例示的なセキュリティ検出システムのＸ−Ｚ平面の概略図である。
【図３】図１に示すセキュリティ検出システムのＸ−Ｙ平面の概略図である。
【図４】図２及び図３に示すセキュリティ検出システムと共に使用するのに好適な多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）を製造又は製作するための例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、従来技術の多検出器逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムにおける不均一信号変化を示し、図２〜図４は、本明細書で説明するシステム及び方法の例示的な実施形態を示している。
本明細書で説明する実施形態は、多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）上の各焦点から幾つかのペンシル１次ｘ線ビームを放出するように構成された多検出器逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムを実現する。ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、単一の検出器を有する従来のシステムによる逆ファンビームよりも高い光子効率、すなわち高い信号対ノイズ比を有する。更にＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、多数の投影方向からの対象物質の分析を可能にし、ｘ線回折イメージング（ＸＤＩ）用のＭＦＸＳと投影イメージングを相乗的に用いることによって疑似３Ｄトモシンセシスシステムと適合する。
【００１１】
ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、走査中の対象物にわたる均一な信号分布を得るのを可能にする極めて小型の（すなわち長さが５００ｍｍを超えない）多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）を含む。これに加えて、本明細書で説明するＭＦＸＳは、従来のｘ線源よりも製作が安価であり、従来のＭＩＦＢシステム及び構成に組み込まれるｘ線源よりも寿命が長い。その結果、本明細書で説明するＭＦＸＳを含むＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、システムの製作コストを削減し、ｘ線源の寿命を延長し、均一な強度分布を実現し、誤報率を低減し、及び／又は検出率を高めることを可能にする。
【００１２】
限定ではないが、預かり荷物又は持ち込み荷物内の武器、爆発物、及び／又は麻薬を含む輸出入禁制品の検出に関して説明されるが、本明細書で説明する実施形態は、あらゆる適切なセキュリティ検出、又はプラスチック再利用、製薬試験及び非破壊試験業界における応用を含む他のｘ線回折イメージング用途で用いることができる。更に、添付図に示す角度及び／又は寸法は、正確な縮尺のものではない場合があり、明確にする目的で誇張している場合がある。
【００１３】
図２は、例示的なセキュリティ検出システム１０のＸ−Ｚ平面における概略図である。例示的な実施形態では、セキュリティ検出システム１０は、多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）１２、検査区域１４、対象物を支持するように構成された支持体１６、１次コリメータ１８、及び２次コリメータ２０を含む、多検出器逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システムである。またセキュリティ検出システム１０は、透過検出器２２のアレイ及び複数の離散コヒーレントｘ線散乱検出器２４という２種類の検出器を含む。透過検出器２２は、コヒーレントｘ線散乱検出器２４からｚ軸方向にオフセットされる。
【００１４】
例示的な実施形態では、ＭＦＸＳ１２は、以下で説明するように、ｚ軸と垂直なｙ軸に実質的に平行な方向にＭＦＸＳ１２に沿って分布された複数の焦点からｘ線照射を逐次的に放出することができる。例示的な実施形態では、ＭＦＸＳ１２は、図３に示すように９個の焦点を有する。別の実施形態では、ＭＦＸＳ１２は、およそ４０個から１００個の焦点を有する。しかしながら、更に別の実施形態においては、ＭＦＸＳ１２が、セキュリティ検出システム１０を本明細書で説明するように機能させることを可能にするあらゆる好適な数の焦点を含むことができることは、当業者には明らかであり、本明細書で提示される教示により与えられるであろう。
【００１５】
更に、例示的な実施形態では、ＭＦＸＳ１２は、床又はその近傍などの下部支持表面上に配置又は結合され、透過検出器２２及びｘ線散乱検出器２４は、天井又はその近傍などの上部支持構造体上に配置又は結合される。別の実施形態では、ＭＦＸＳ１２は、天井又はその近傍などの上部支持構造体上に配置又は結合され、透過検出器２２及びｘ線散乱検出器２４は、床又はその近傍などの下部支持表面上に配置又は結合される。更に、例示的な実施形態では、ＭＦＸＳ１２、透過検出器２２及びコヒーレントｘ線散乱検出器２４は固定であり、支持体１６は、ｚ軸に実質的に平行な方向で後方及び前方に移動可能なコンベヤーベルトであり、検査区域１４は、コンベヤーベルトが内部を移動する荷物トンネルである。別の実施形態では、ＭＦＸＳ１２、透過検出器２２、及びコヒーレントｘ線散乱検出器２４は、少なくともｚ軸に実質的に平行な方向で協働可能であり、支持体１６は固定である。特定の別の実施形態では、ＭＦＸＳ１２、透過検出器２２、コヒーレントｘ線散乱検出器２４、及び支持体１６は全て移動可能である。
【００１６】
例示的な実施形態では、ＭＦＸＳ１２は、ＭＦＸＳ１２の各焦点からｘ線ファンビーム３２を放出するように構成される。各ファンビーム３２は、実質的に、ｚ軸及びｙ軸と垂直な鉛直方向のｘ軸に対しある角度３３の平面に位置する。各ファンビーム３２は、透過検出器２２に配向される。例示的な実施形態では、角度３３はおよそ１０度である。別の実施形態では、角度３３はおよそ１５度である。更に別の実施形態では、角度３３は、セキュリティ検出システム１０が、本明細書で説明するように機能できるようになる何れかの好適な角度である。
【００１７】
これに加えて、ＭＦＸＳ１２は、ＭＦＸＳ１２の各焦点から１次コリメータ１８を通ってｘ線ペンシルビーム３４のセットを放出するように構成される。各ペンシルビーム３４は、ＭＦＸＳ１２と同じＸ−Ｙ平面内に位置する対応する収束点３５に配向される。更に各収束点３５は、同じＸ座標値であるが、異なるＹ座標値に位置決めされる。各ペンシルビーム３４は、同じＸ−Ｙ平面内で放出されるので、１つのペンシルビーム３４のみ（及び１つの収束点３５のみ）が図１のＸ−Ｚ断面図で見ることができる。
【００１８】
各ペンシルビーム３４からのｘ線照射の一部は通常、検査区域１４内の容器（図示せず）と接触すると様々な方向に散乱される。２次コリメータ２０は、各コヒーレントｘ線散乱検出器２４に到達する散乱放射線３６の一部分が、散乱放射線３６の発生源である対応するペンシルビーム３４に対し一定の散乱角θを確実に有することができるように構成される。ある特定の実施形態では、散乱角θはおよそ０．０４ラジアンである。コヒーレントｘ線散乱検出器２４は、ファンビーム３２ではなくペンシルビーム３４からの散乱放射線のみが確実に検出されるようにペンシルビーム３４とファンビーム３２との間に位置決めすることができる。例えば、２次コリメータ２０は、散乱放射線３６の方向に対し平行ではない散乱放射線（図示せず）を吸収するように構成される。更に、例示的な実施形態では、２次コリメータ２０及びコヒーレントｘ線散乱検出器２４は、ｚ軸に対してペンシルビーム３４の片側に位置決めされるが、別の実施形態では、２次コリメータ２０及びコヒーレントｘ線散乱検出器２４は、ｚ軸に対してペンシルビーム３４の他方側又は両側に位置決めすることができる。
【００１９】
例示的な実施形態では、透過検出器２２は電荷蓄積検出器であり、コヒーレントｘ線散乱検出器２４は、パルス計数エネルギー分解検出器である。透過検出器２２及び各コヒーレントｘ線散乱検出器２４は、幾つかのチャンネル４０、例えばＮ個のチャンネルＣ1、…ＣNと電子的に通信状態にあり、ここでＮは、セキュリティ検出システム１０の構成に基づいて選択される。チャンネル４０は、透過検出器２２及び各コヒーレントｘ線散乱検出器２４によって収集されたデータをデータ処理システム４２に電子的に通信する。例示的な実施形態では、データ処理システム４２は、透過検出器２２からの出力とコヒーレントｘ線散乱検出器２４からの出力とを組み合わせて、検査区域１４内に位置決めされた対象物の内容についての情報を生成する。例えば、限定ではないが、データ処理システム４２は、検査区域１４内の容器（図示せず）の多視点投影像及び／又は断面画像を生成することができ、これらによって、ＸＤＩ分析が検出する特定の物質の容器内での場所が識別される。
【００２０】
例示的な実施形態では、データ処理システム４２は、透過検出器２２及びコヒーレントｘ線散乱検出器２４と電気的に通信状態にあるプロセッサ４４を含む。プロセッサ４４は、コヒーレントｘ線散乱検出器２４から、検出されたｘ線量子を表す出力信号を受信し、コヒーレントｘ線散乱検出器２４によって検出された散乱放射線内のｘ線量子のエネルギーＥのスペクトルから、運動量移行値ｘの分布を生成するように構成される。本明細書で用いるプロセッサという用語は、当該技術分野でプロセッサと呼ばれる集積回路に限定されず、広く、コンピュータ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理コントローラ、特定用途向け集積回路、及び他の何れかの好適なプログラマブル回路を意味する。コンピュータは、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク−読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、又はデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの好適なコンピュータ可読媒体からデータを読み取るためのフロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ及び／又はあらゆる好適なデバイスなどのデバイスを含むことができる。別の実施形態では、プロセッサ４４は、ファームウェア内に記憶された命令を実行する。
【００２１】
図３は、Ｘ−Ｙ平面でのセキュリティ検出システム１０の概略図である。更に図３を参照すると、一実施形態おいて、多検出器逆ファンビーム（ＭＩＦＢ）５０をｘ軸５２に沿ってＸ−Ｙ平面上に投影している。一実施形態では、ＭＦＸＳ１２は、複数の焦点５４から逐次的に放射線を放出する。より具体的には、ＭＦＸＳ１２は、アノード５６と、ＭＦＸＳ１２のｙ軸５８と同一直線上のアノード５６の長さに沿って配列された複数の焦点５４とを含む。各焦点５４は、ｘ線ファンビームを放出するよう逐次的に作動される。例えば、焦点Ｆ1は、コヒーレントｘ線散乱検出器Ｄ1とコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄ13との間に延びてこれらの検出器によって検出され、且つ複数のペンシル１次ビーム６０を含むファンビームＭＩＦＢ５０を放射する。焦点５４は、連続インデックスｉを用いてＦ1、Ｆ2、…Ｆi、…Ｆnで表している。１次コリメータ１８は、どの焦点５４が作動されるかに拘わらず、各焦点５４にて放出される放射線から、連続インデックスｊを有するＯ1、Ｏ2、…、Ｏj、…Ｏmで標記された一連の収束点６０に配向される１次ビームを選択するよう構成される。図３には１０個の１次ビーム６０を示されており、焦点Ｆ1が作動されて、焦点Ｆ1から放射された各１次ビーム６０が、座標Ｘ＝Ｌにおいてｙ軸に平行な線に沿って位置決めされた対応する収束点Ｏ1、Ｏ2、…、Ｏj、…Ｏ10に配向されている。
【００２２】
連続インデックスｊを用いて離散コヒーレントｘ線散乱検出器Ｄ1、Ｄ2、…Ｄj、…Ｄkで標記している、複数の離散コヒーレントｘ線散乱検出器２４は、対応する収束点６２からＺ軸に沿う方向に好適な又は望ましい距離にて位置決めされ、離散コヒーレントｘ線散乱検出器Ｄｊにおいて、１次ビームＰijから角度θでの干渉性散乱波を記録する。一実施形態では、この距離は、散乱中心と対応するコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄjとの間の距離が約７５０ｍｍで、約０．０３７ラジアンの散乱角に対し約３０ｍｍである。ＭＦＸＳと離散コヒーレントｘ線散乱検出器との組み合わせにより、ＸＤＩ信号が検出又は測定されないどのような不感区域もなく、検査区域内に位置決めされるある容積の対象物を検査できるようになる。
【００２３】
Ｐijで標記される１次ビーム６０が、検査区域１４内に位置決めされた対象物（図示せず）を通って伝播するときに、１次ビームＰijは対象物と相互作用し、例えばコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄj+1、Ｄj+2、Ｄj-1及び／又はＤj-2において検出することができる干渉性散乱波を生成する。図３に示すように、１次ビームＰ11、Ｐ12、Ｐ13、Ｐ14、Ｐ15、…Ｐ1mは焦点Ｆ1から放射され、対応する収束点Ｏ1、Ｏ2、Ｏ3、Ｏ4、Ｏ5、…Ｏmにそれぞれ配向される。各１次ビームＰ11、Ｐ12、Ｐ13、Ｐ13、Ｐ14、Ｐ15、…Ｐ1mは、検査区域１４を通って移動すると、検査区域１４内に位置決めされた対象物（図示せず）と衝突及び／又は相互作用し、例えば、１つ又はそれ以上のコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5、…Ｄkにおいて検出可能な干渉性散乱波（図示せず）を生成する。
【００２４】
一実施形態では、ＭＦＸＳ１２は、直交座標系のｙ軸（ｘ＝０）上に位置決めされる。各焦点５４は、ピッチＰsを有する格子上の位置を有する。更に、収束点６２は、座標Ｘ＝Ｌにおいてｙ軸に平行に位置し、各収束点６２は、ピッチＰtを有する格子上の位置を有する。特定の実施形態では、ＸＤＩ預かり荷物審査システムにおいて、Ｌは約２０００ミリメートル（ｍｍ）から約２５００ｍｍであり、Ｐsは約２５ｍｍ、Ｐtは約５０ｍｍから約２００ｍｍである。この実施形態では、複数のコヒーレントｘ線散乱検出器２４が、収束点６２と同じｙ座標に位置決めされる。コヒーレントｘ線散乱検出器２４の１つのペアを、対応する収束点６２を関係付けることができ、コヒーレントｘ線散乱検出器２４のペアは、Ｘ−Ｙ平面の両側に位置決めされる。更なる実施形態では、１３個の収束点を用いて、異なる個数のコヒーレントｘ線散乱検出器２４を組み込む複数の収束点位置配列を可能にする。全ての収束点６２が検出器ペアを有する場合には、セキュリティ検出システム１０は、２６個のコヒーレントｘ線散乱検出器２４を含むことができる。別の実施形態では、製造及び／又はコスト上の制約条件を考慮して、より少ないコヒーレントｘ線散乱検出器２４を収束点位置１、３、５、７、９、１１、及び１３に位置決めするか、又は収束点位置１、４、７、１０、及び１３に位置決めするか、或いは収束点位置１、５、９、及び１３に位置決めすることができる。Ｙ方向に合計２０００ｍｍの幅にわたる１３個の収束点を含むＭＩＦＢ構成は、各焦点５４からｙ軸方向に約５５°のファン角を必要とする。
【００２５】
更に図３を参照すると、最も右側の検出器Ｄ13は、１次コリメータ１８によって伝送されるＭＦＸＳ１２のＦ1、Ｆ2、…Ｆi、…Ｆ9で表した各焦点５４からの、本明細書では代替として１次ビームの逆ファンビーム束７０とも呼ばれる、Ｐ113、Ｐ213、…Ｐij、…Ｐ913で標記された複数の１次ビーム６０を検出する。逆ファンビーム束７０は、図３に示す検査区域１４の幅よりも著しく幅狭である。図３に示すＭＦＸＳ１２は、明確にする目的で示したものであり、図示のものよりも小さくてもよい。更に、１３個の収束点６２しか示していないが、上述のように、実際には収束点６２の個数はより多くてもよい。更に散乱信号は、セキュリティ検出システム１０に組み込まれるコヒーレントｘ線散乱検出器２４の個数に比例する。
【００２６】
図３は、対応する収束点Ｏjに向かって配向され、対応するコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄjによって検出される１次ビームの幾つかの逆ファンビーム束７０を含む。検査区域１４内に位置決めされた対象物の走査中に、ＭＦＸＳ１２の各焦点５４が逐次的に作動され、対象物断面は完全に照射され、散乱信号が対象物の全幅から測定される。この実施形態では、対象物の完全な２Ｄ走査を達成するのに、いかなる機械的移動も必要とされない。ＭＦＸＳ１２は、この走査をｙ軸に沿った小さなｘ線源寸法だけを用いて行う。例示的な実施形態では、ＭＦＸＳは、ｙ軸に沿って約５００ｍｍよりも短い長さを有する。小さなｘ線源寸法は、コスト及び信頼性の観点から有利である。
【００２７】
一実施形態では、対象物断面内の各点は、少なくともＭ個のコヒーレントｘ線散乱検出器によって捉えられる。この冗長性条件は、隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器間の正則間隔Ｐが次式を満たす時に満たされることが分かる。
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ここで、Ｗsは複数の焦点の横方向範囲、ＵはＭＦＸＳ１２のｙ軸５８から検査区域１４の頂部表面７２までの距離、Ｖは頂部表面７２からＸ＝Ｌにおけるコヒーレントｘ線散乱検出器平面までの距離である。
【００２８】
持ち込み荷物審査に好適な一実施形態では、Ｗsはおよそ４００ｍｍ、Ｕはおよそ１４００ｍｍ、Ｖはおよそ７００ｍｍである。従って、式１からのコヒーレントｘ線散乱検出器のピッチ又は間隔Ｐは、Ｍ＝１の場合に２００ｍｍ、Ｍ＝２の場合は１００ｍｍである。Ｍ＝１の場合、対象物断面の全ての点は、複数の焦点によって１つのコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄj上に放射される、複数の１次ビームのうちの少なくとも１つによって走査される。Ｍ＝２の場合、対象物断面の全ての点は、複数の焦点によって１つのコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄj上に放射される、複数の１次ビームのうちの少なくとも２つによって走査される。
【００２９】
検出器アレイの合計横方向範囲、すなわち、コヒーレントｘ線散乱検出器Ｄ1からコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄ13までの距離はおよそ２２００ｍｍであり、１００ｍｍの検出器ピッチ又は間隔を有する２３個のコヒーレントｘ線散乱検出器２４に相当する。隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器２４間の間隔は十分大きく、その結果、ある特定の１次ビームＰijが配向されるコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄjに隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器Ｄj+1によって測定される、この１次ビームＰijからのクロストーク散乱波は、その干渉性散乱寄与を無視することができるほど大きな散乱角を有するようになる。
【００３０】
図４を参照すると、一実施形態では、多重逆ファンビームｘ線回折イメージング（ＭＩＦＢ  ＸＤＩ）システム用の多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）を製造又は製作するための方法１００が提供される。ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、検査区域、及び検査区域に対して位置決めされた複数のコヒーレントｘ線散乱検出器を含み、複数の１次ビームが検査区域内に位置決めされた対象物を通って伝播するときに、複数の１次ビームからのコヒーレント散乱光線を検出するように構成される。
【００３１】
複数の焦点（Ｎ）が、ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムのｙ軸と同一の直線上にＭＦＸＳの長さに沿って定義される（１０２）。各焦点は、逐次的に作動されて複数の１次ビームを含むｘ線ファンビームを放出するように構成され、該一次ビームは各々、座標Ｘ＝Ｌにおいてｙ軸に平行な線に沿って位置決めされた複数の収束点のうちの対応する収束点へ配向される。
【００３２】
座標Ｘ＝Ｌにおける線に沿った対応する収束点に対して位置決めされた複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの隣接するコヒーレントｘ線散乱検出器間の間隔Ｐが、上記に示した式１（上式で、Ｗsが、複数の焦点の横方向範囲であり、Ｕが、ｙ軸から検査区域の頂部表面までの距離であり、Ｖが、頂部表面から座標Ｘ＝Ｌにおける線までの距離である）を満たす場合に、複数の１次ビームが、検査区域内に位置決めされた対象物の断面を伝播してこの断面を走査すると、複数のコヒーレントｘ線散乱検出器のうちの少なくともＭ個のコヒーレントｘ線散乱検出器がこれら複数の１次ビームからの散乱光線を検出するように構成されるよう、ＭＦＸＳは、ＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムの検査区域に対して位置決めされる（１０４）。一実施形態では、Ｗsはおよそ４００ｍｍ、Ｕはおよそ１４００ｍｍ、Ｖはおよそ７００ｍｍである。Ｍ＝１の場合には、間隔Ｐは２００ｍｍ、Ｍ＝２の場合には、間隔Ｐは１００ｍｍである。更にＭＦＸＳは、ｙ軸に沿って５００ｍｍよりも短い長さを有するように形成される。
【００３３】
上述のＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、走査中の対象物にわたって均一な信号分布を得ることができる極めて小型（すなわち長さが５００ｍｍを超えない）のＭＦＸＳを含む。これに加えて、本明細書で説明するＭＦＸＳは、従来のｘ線源よりも製作コストが安価であり、従来のＭＩＦＢ  ＸＤＩシステム及び設定に組み込まれるｘ光線源よりも長い寿命を有する。その結果、本明細書で説明するＭＦＸＳを含むＭＩＦＢ  ＸＤＩシステムは、システムの製作コストを削減し、ｘ線源の寿命を延長し、均一な強度分布をもたらし、誤報率を低下させ、及び／又は検出率を上昇させる。
【００３４】
本明細書は、実施例を用いて、最良の形態を含む本発明を開示し、当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３５】
１０  セキュリティ検出システム
１２  多焦点ｘ線源（ＭＦＸＳ）
１４  検査区域
１６  支持体
１８  １次コリメータ
２０  ２次コリメータ
２２  透過検出器
２４  離散コヒーレントｘ線散乱検出器
３２  ｘ線ファンビーム
３４  ペンシルビーム
３５  収束点
３６  散乱放射線
４０  チャンネル
４２  データ処理システム
４４  プロセッサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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